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一酸化窒素(NO)は中枢神経系において、神経伝達物質様作用を有し、神経可塑性に関与する。一方、NOはグルタミン酸誘発性神経障害や種々の神経変性疾患にも関与すると考えられている。NOは3種のNO合成酵素(NOS)アイソフォームによりアルギニンから合成されるが、同時にシトルリンが生じる。シトルリンはアルギニノコハク酸合成酵素(AS)およびアルギニノコハク酸リアーゼ(AL)が存在するとアルギニンに再生される(シトルリン-NOサイクル)。神経系細胞でこのサイクルが働いているかどうかを調べた。
ラット・PC12神経細胞を大腸菌リポ多糖(LPS)、インターフェロンγ(IFNγ)およびtumor necrosis factor-α(TNFα)で刺激すると誘導型NOS(iNOS)mRNAが6時間で誘導され、12時間で最大となり、その後減少した。ASmRNAは刺激前に検出されたが、刺激後12時間で誘導された。ALmRNAも軽度に誘導された。免疫ブロット法ではiNOSタンパク質は12時間で誘導さた。ASタンパク質は12時間で誘導され48時間まで徐々に増加した。以上の結果により、活性化P12細胞においてシトルリン-NOサイクルが誘導され、シトルリンからアルギニンが再生され、NO合成に供給されるものと考えられる。
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